Морфологические особенности светолюбивых и теневыносливых растений. Свет как фактор развития древесных растений

Любое растение, которое произрастает на открытом участке под обильным солнцем и не испытывает от того, скажем так, дискомфорта, а наоборот, нуждается в таких условиях, является гелиофитом. пример которых будет рассмотрен ниже, имеют свои отличительные черты.

Что характерно для гелиофитов

Листья светолюбивых растений имеют свои особенности, и их легко заметить. А именно:

• толщина листов таких растений чаще всего больше, чем у других, не столь восприимчивых к свету;
• угол между листьями и направлением падения лучей солнца большой, доходит до девяноста градусов.

Также светолюбивые растения, (пример - береза, а в более жарких широтах - кактус) содержат в своих листах огромное число хлоропластов: на одну клетку их может приходиться от пятидесяти до трёхсот штук, благодаря чему имеет место высокая интенсивность фотосинтеза. Это наиболее характерный физиологический признак растений с высокими потребностями в солнце. На этом характеристика светолюбивых растений рассмотрим еще несколько вопросов.

Что будет, если лишить гелиофит солнечной энергии?

При малых дозах освещения у растения появляется такой признак, как угнетенность, а также наблюдается задержка его развития. И чем старше растение, тем выше его потребность в солнце.

Где растут гелиофиты

Перечислять признаки светолюбивых растений следует начать с таких параметров, как место и характер произрастания. О чем именно речь? Гелиофиты могут расти как в условиях интенсивной солнечной радиации, так и в некоторых затененных местах. Длительные затемнения, как уже было указано выше, будут влиять на них губительно. Гелиофиты, которые относятся к кустарникам или к древесным, обычно произрастают как разреженные посадки, чтобы иметь возможность доступа к солнцу в любое время суток.

Какие бывают светолюбивые растения?

Пример гелиофитов можно привести из любого типа растений, будь то деревья, кусты, травы, представители флоры, произрастающие в воде. Рассмотрим, какие же гелиофиты встречаются в наших широтах.

1. Деревья. Сюда относятся: береза, липа, горная), ясень, яблоня, можжевельник, дуб (обыкновенный, черещатый), айва, осина и т. д.
2. Кустарники. К ним относятся сирень, роза, кислый терновник, жасмин, некоторые т. д.
3. Травяные и злаковые. Это томат, кувшинка, подорожник, кукуруза, брусника, вереск и т. д.

Любителям разводить цветы у себя дома необходимо учитывать данные о световосприимчивости цветка, который будет расти в горшке на подоконнике. Прежде чем приобретать определенное растение, стоит узнать все его характеристики, чтобы оно могло жить в вашей квартире без каких-либо проблем. Возвращаясь к текущей теме, можем привести несколько примеров светолюбивых комнатных растений.

1. Во многих домах можно найти такой цветок, как бегония. Она относится к светолюбивым, но под прямые палящие лучи с мая по сентябрь ее все-таки лучше не ставить.
2. Каланхоэ тоже любит свет, но не прямые лучи, от которых на листах могут появиться ожоги.
3. Монстерам, сансевиериям и драценам будет хорошо под яркими рассеянными лучами или в полутени.
4. Фаленопсисы - вид орхидей, любит свет, но не жару, потому хорошо размещать их на восточном окне.
5. Фуксии не прочь покупаться в лучах солнца в утреннее время или во второй половине дня.
6. Цикламенам тоже хорошо от яркого освещения, но под прямые лучи желательно их ставить только в зимний период. Такие же условия нужно создавать и фиалкам. По мере сокращения можно немного перемещать их ближе к окну с расстояния примерно 2-3 метров в самый жаркий период.

Адаптация гелиофитов к неблагоприятным условиям

Не всегда окружающая среда щадит светолюбивые растения. Пример того, как пропадает и не плодоносит вишня, если находится в тени, будет знаком многим людям, хоть немного связанным с садоводством. Но прежде растение сделает все возможное, чтобы получить больше света. В основном это выражается в увеличенной площади поверхности листов и более глубоком зелёном оттенке, ведь известно, что тёмные цвета поглощают больше энергии солнечных лучей. Также с той же целью вытягиваются стебли растений, но при этом они становятся более хрупкими, а деревья вырастают более высокими или же могут менять свою форму, для того чтобы получать больше света.

Светолюбивые растения - гелиофиты, растения, произрастающие на открытых местах и не выносящие длительного затенения; для нормального роста им необходима интенсивная солнечная или искусственная радиация. Взрослые гелиофиты, как правило, более светолюбивы, чем молодые экземпляры.

К светолюбивым растениям относятся как травянистые (подорожник большой, кувшинка и др.), так и древесные (лиственница, акация и др.) растения, ранневесенние - степей и полупустынь, а из культурных -- кукуруза, сорго, сахарный тростник и др. Древесные или кустарниковые гелиофиты образуют обычно разреженные посадки.

Приспособленность к интенсивному освещению обеспечивается особенностями морфологии и физиологии светолюбивых растений. У них обычно довольно толстые листья с мелкоклеточной столбчатой и губчатой паренхимой и большим числом устьиц, нередко расположенные под большим углом к свету (иногда почти вертикально); лист блестящий (за счёт развитой кутикулы) или с опушением.

У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Характерно большое число устьиц, которые сосредоточены в основном на нижней стороне листа; многослойную палисадную паренхиму составляют мелкие клетки. По сравнению с тенелюбивыми растениями у гелиофитов значительно выше содержание хлоропластов в клетках листа - от 50 до 300 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа в десятки раз превышает его площадь. За счёт этого обеспечивается высокая интенсивность фотосинтеза - отличительная черта гелиофитов. Другим морфологическим отличием от тенелюбивых растений является большее содержание хлорофилла на единицу площади и меньшее - на единицу массы листа.

Теневыносливые растения - растения (древесные, многие травянистые под пологом лиственных пород, тепличные и др.), выносящие некоторое затенение, но хорошо развивающиеся и на прямом солнечном свету. С возрастом, а также в высоких широтах, горах, в более сухом климате теневыносливость понижается. Ряд растений под пологом леса (например, копытень, сныть и др.) ранней весной, до распускания листьев древесного яруса, физиологически светолюбивы, а летом, при сомкнувшемся пологе, - теневыносливы.

Физиологически теневыносливые растения характеризуются относительно невысокой интенсивностью фотосинтеза .

Листья теневыносливых растений имеют ряд анатомо-морфологических особенностей: слабо дифференцирована столбчатая и губчатая паренхима, характерны увеличенные межклеточные пространства - клетки содержат небольшое число (10-40) хлоропластов, величина поверхности которых колеблется в пределах 2-6 см 2 на 1 см 2 площади листа. Эпидермис довольно тонкий, однослойный, клетки эпидермиса могут содержать хлоропласты (чего никогда не встречается у гелиофитов). Кутикула обыкновенно тонкая. Устьица обычно размещены на обеих сторонах листа с несущественным преобладанием на оборотной стороне (у светолюбивых растений, как правило, на лицевой стороне устьица отсутствуют или расположены преимущественно на оборотной стороне). По сравнению с гелиофитами у теневыносливых растений значительно ниже содержание хлоропластов в клетках листа -- в среднем от 10 до 40 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа ненамного превышает его площадь (в 2--6 раз; тогда как у гелиофитов превышение составляет в десятки раз).Для некоторых теневыносливых растений характерно образование антоциана в клетках при произрастании на ярком солнце, что придаёт красноватую или буроватую окраску листьям и стеблям, нехарактерную в естественных условиях местообитания. У других при произрастании при прямом солнечном освещении отмечается более бледная окраска листьев.

Внешний облик теневыносливых растений также отличается от светолюбивых. Теневыносливые растения обычно обладают более широкими, более тонкими и мягкими листьями, чтобы улавливать больше рассеянного солнечного света. По форме они обычно плоские и гладкие (тогда как у гелиофитов часто встречается складчатость, бугорчатость листьев). Характерно горизонтальное расположение листвы (у гелиофитов листья нередко расположены под углом к свету) и листовая мозаика. Лесные травы обычно вытянуты, высоки, имеют удлинённый стебель.

Многие теневыносливые растения обладают высокой пластичностью своего анатомического строения в зависимости от освещённости (прежде всего это касается строения листьев). Например, у бука, сирени, дуба листья, образовавшиеся в тени, обыкновенно имеют существенные анатомические отличия от листьев, выросших при ярком солнечном освещении. Последние по своей структуре напоминают листья гелиофитов (такие листья определяют как «световые», в противоположность «теневым»)

Светлана Юрьевна Шапкина
«Светолюбивые и теневыносливые растения». Занятие по экологии в подготовительной группе

КОМПЛЕКСНОГО ЗАНЯТИЯ

"Светолюбивые и теневыносливые растения "

(ПОДГОТОВИТЕЛЬНАЯ ГРУППА )

Программное содержание : расширить знания детей о том, что свет - главное условие жизни растений . Уточнить и расширить знания об общих и характерных признаках светолюбивых и теневыносливых растений . Формировать обобщенное понятие : светолюбивые и теневыносливые растения . Продолжить учить видеть связь между условиями жизни и внешним видом. Закрепить умение ухаживать за растениями и определять их место по отношению к свету . развивать умственную активность детей, способствовать эмоциональному самовыражению. Воспитывать живой интерес и любовь к комнатным растениям .

Ход занятия : ввести в словарь детей слова : светолюбивые . теневыносливые . Приглашу детей пройтись по дорожкам нашего сада, полюбоваться растениями . обращу внимание при этом на богатство растений , разнообразие форм листьев и стеблей. красоту и свежесть зелени, яркость первых цветов. Затем предложу сесть поудобнее на стульчики и послушать одну "историю - быль".

- "Жил - был на свете любитель и знаток растений - садовник . Однажды садовнику пришла в голову замечательная мысль : создать для детей вечнозеленый цветущий сад. Он посадил сотни теневыносливых комнатных растений и стал с любовью заботой ухаживать за ними. Долго ли, коротко ли дело делалось, но вот сад вырос и зацвел. Прошла осень, зима, наступила весна. И тут садовник, придя однажды в сад, заметил, что что - то неладное творится с его любимыми растениями . У дальней стены отдельные из них вдруг стали терять красивую окраску листьев, стебли вытянулись, пожелтели, исчезла привлекательность. Да и окна появились растения с нездоровыми признаками : на листьях образовались коричневые пятна, желтизна, цветы засохли. Испугался садовник за жизнь своих "зелёных друзей" и принялся с усердием их лечить, поил лекарствами, вносил удобрения, исправно поливал и рыхлил, но они все не поправлялись. И тогда он решил попробовать поменять растения местами : те, которые заболели у дальней стены, он посадил к дальней стенке. День, другой и друг увидел садовник, что дело пошло на поправку, растения стали оживать , а некоторые даже выпустили бутоны и зацвели. И опять в саду воцарились красота и благополучие".

Ребята! Как вы думаете, какое из основных условий так повлияло на здоровье растений ? (свет ) .

Почему заболели растения у дальней стенке ? Что случилось с растениями у окна ? Подытожу, что оказывается, постоянно следует помнить : по отношению к количеству света комнатные растения делятся на светолюбивые и теневыносливые (первые любят очень много света , вторые так же хорошо растут и в тени и полутени ).

Светолюбивые растения отличаются по своих характерным признакам от теневыносливых растений .

Я сегодня вас научу различать . Вот тогда мы сможем помочь садовнику правильно располагать и даже можем составить книгу садовода, в которой поместим свои советы (показываю "Книгу садовода", рассматриваем её) .

Затем приглашу детей подойти к группе теневыносливых (кливия, сансевьера, аспидистра) . Как вы думаете, ребята, какие это растения , светолюбивые или теневыносливые ? (теневыносливые ) . А почему вы как думаете? Какой цвет листьев у этих растений ? (темно - зелёный) . Предложу попробовать листья на ощупь. Спрошу, какие они? (плотные, кожистые) . В итоге обобщу все характерные признаки теневыносливых растений : все эти комнатные растения могут успешно произрастать в затемненных местах, и большинство из них чувствует себя плохо, когда стоят на ярком свету . листья у теневыносливых растений имеют тесно - зелёную окраску, более плотные и кожистые. Предложу найти на центральной клумбе теневыносливые растения . Попытаюсь узнать у детей, какие признаки растений подсказывают на это .

затем обращу внимание на другую группу растений (пеларгония, герань, хлорофитум, бегония пятнистая, колеус, сеткреазея, генура, бальзамин).

Что можно сказать о цвете листьев? (все растения рассматриваем и называем цвет листьев) . Обобщу ответы детей : все светолюбивые растения отличаются от теневыносливых растений цветом листьев . Они любо имеют светло - зелёную окраску листьев, либо пёструю, яркую.

предложу отыскать светолюбивые растения на ближних клумбах и доказать, что они действительно любят свет .

Обращу внимание детей на "солнышко" и "облачко", украшающие сад. Рассмотрим их. Спрошу, отчего наступает пасмурный день? Что хочется делать ребятам, когда ярко светит солнце ? (играть) .

Предложу вместе с солнышком поиграть. Дети говорят слова : "Солнышко, солнышко, засияй, с нашими ребятами поиграй". И к ним в руки полетят "облачки" и "солнышки" (раздаточный материал) . Дети их рассматривают, а затем играют в дидактическую игру "Солнышко и облачко". (Дети по карточке находят растения на клумбе и с помощью "солнышка" и "облачка" показывают знания о ).

На последней карточке покажу фикус. дети отыщут его и определят его отношение к свету . Далее расскажу о фикусе. Фикус родом из Индии. вечнозеленое растение тропиков . В джунглях фикус достигает высоты 30 м, а лист в длину бывает до 1м. Фикус очень полезное растение для человека . Он дает каучук, его поэтому называют резиновым деревом. Древние индейцы делали из смолы фикуса ("слёзы дерева") мячи и играли с ними. А у нас фикус прекрасно украшает сад.

Подведу итог, что ребята прекрасно научились определять растения светолюбивые и теневыносливые . Теперь можно взяться за оформление "книги садовода". скажу, что раз все умеют рисовать, то книгу мы составим из рисунков, только на рисунках обязательно отметим растения светолюбивые - "солнышком", теневыносливые - "облачком".

Предложу детям взять мольберт и все необходимое для рисования. В процессе работы индивидуально закреплю знания детей о светолюбивых и теневыносливых растениях . Под музыку "Вальс цветов" дети торжественно несут свои рисунки к книге (если краски высохли, то кладется прямо в "книгу садовода", если нет, то рядом на бордюр). Затем рассматриваем с детьми рисунки, благодарю за их старание и труд, за помощь садовнику. Предлагаю детям проверить в группе , правильно ли расположены растения по отношению к свету .

Обычно рассматривают только две оппозитные группы растений - светолюбивые и теневыносливые; последние иногда называют сциофитами, тем самым употребляя термин в несколько ином, расширительном значении. В любом случае, границы групп условны; имеется достаточно большое количество видов, которые по различным признакам или на разных фазах развития можно было бы отнести к той или иной группе .

В растениеводстве также широко применяется термин теневыносливость - под ним подразумевается свойство культивируемых растений переносить пониженную освещённость вообще, либо в сравнении с освещённостью в условиях естественного местообитания. Теневыносливость - относительный термин, его правильное понимание во многом зависит от контекста. При сопоставлении различных древесных растений «теневыносливость» будет иметь одно смысловое содержание, но при сравнении теневыносливых деревьев с теневыносливыми кустарниками или травянистыми растениями под «теневыносливостью» могут подразумеваться совершенно различные уровни освещённости. Теневыносливость - достаточно сложное, многогранное свойство растений, зависящее от многих факторов, в том числе и от того, насколько у различных видов развита адаптация к затенению. Растения одного вида , выращенные в различных условиях, могут показывать различную степень теневыносливости: на неё влияют плодородие почв, достаток воды и другие абиотические факторы .

Основные положения

Солнечный свет необходим для выживания всем растениям, за исключением лишь нескольких видов. Однако, в количественном отношении, высокая интенсивность освещения не всегда способствует нормальному развитию растений. При недостатке воды в почве и влаги в атмосфере растениям легче существовать в затенённых местообитаниях, нежели на открытом солнце.

Растения поглощают световую энергию в основном из фиолетово-синей и отчасти красной зон спектрального диапазона видимого света . Световое излучение красного диапазона большей частью поглощается светолюбивыми растениями, образующими верхние ярусы лесов, но излучение, близкое к инфракрасному , проникает сквозь листву к растениям, образующим нижние ярусы. Обитающие здесь теневыносливые растения способны поглощать свет из крайней красной зоны спектра (с длиной волны 730 нм) .

Однако меньшая освещённость означает, что растениям доступно меньшее количество энергии. Подобно тому, как в солнечной и сухой окружающей среде ограничительным фактором в росте и выживании растений является дефицит влаги, - в тенистых местообитаниях ограничительным фактором обычно является недостаток солнечной энергии.

Усвоение растениями питательных веществ часто различается у обитающих в тени и на солнечном месте. Затенённость обычно исходит от деревьев, образующих верхние ярусы лесов. Это обуславливает различия в почвах , которые в лесах регулярно обогащаются питательными веществами за счёт продуктов разложения сброшенной листвы. По сравнению с лесными, почвы солнечных местообитаний той же климатической зоны обычно беднее. Теневыносливые растения по сравнению со светолюбивыми лучше приспособлены для большего усвоения питательных веществ; а теневыносливость как таковая до некоторой степени зависит от плодородия почвы .

Особенности морфологии и физиологии теневыносливых растений

Теневыносливые растения характеризуются относительно невысокой интенсивностью фотосинтеза . Их листья по ряду важных анатомо-морфологических признаков отличаются от листьев гелиофитов. В листе теневыносливых растений обычно слабо дифференцирована столбчатая и губчатая паренхима ; характерны увеличенные межклеточные пространства. Эпидермис довольно тонкий, однослойный, клетки эпидермиса могут содержать хлоропласты (чего никогда не встречается у гелиофитов). Кутикула обыкновенно тонкая. Устьица обычно размещены на обеих сторонах листа с несущественным преобладанием на оборотной стороне (у светолюбивых растений, как правило, на лицевой стороне устьица отсутствуют или расположены преимущественно на оборотной стороне). По сравнению с гелиофитами у теневыносливых растений значительно ниже содержание хлоропластов в клетках листа - в среднем от 10 до 40 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа ненамного превышает его площадь (в 2-6 раз; тогда как у гелиофитов превышение составляет в десятки раз) .

Для некоторых теневыносливых растений характерно образование антоциана в клетках при произрастании на ярком солнце, что придаёт красноватую или буроватую окраску листьям и стеблям, нехарактерную в естественных условиях местообитания. У других при произрастании при прямом солнечном освещении отмечается более бледная окраска листьев .

Внешний облик теневыносливых растений также отличается от светолюбивых. Теневыносливые растения обычно обладают более широкими, более тонкими и мягкими листьями , чтобы улавливать больше рассеянного солнечного света. По форме они обычно плоские и гладкие (тогда как у гелиофитов часто встречается складчатость, бугорчатость листьев). Характерно горизонтальное расположение листвы (у гелиофитов листья нередко расположены под углом к свету) и листовая мозаика . Лесные травы обычно вытянуты, высоки, имеют удлинённый стебель .

Многие теневыносливые растения обладают высокой пластичностью своего анатомического строения в зависимости от освещённости (прежде всего это касается строения листьев). Например, у бука , сирени , дуба листья, образовавшиеся в тени, обыкновенно имеют существенные анатомические отличия от листьев, выросших при ярком солнечном освещении. Последние по своей структуре напоминают листья гелиофитов (такие листья определяют как «световые», в противоположность «теневым») .

Недревесные теневыносливые растения

Хотя большинство растений растёт к свету (см. фототропизм), многие теневыносливые тропические лианы (к примеру, монстера привлекательная и многие виды рода филодендрон) первоначально, после прорастания, от света отдаляются. Это помогает им определить местонахождение ствола дерева, служащего им опорой, и на который они в процессе роста поднимаются, достигая областей более яркой освещённости .

Теневыносливые деревья

В лесах, где осадки достаточны и вода не является ограничивающим фактором к росту, теневыносливость - один из определяющих факторов, характеризующих различные древесные виды. Однако разные виды деревьев показывают различную адаптацию к затенению. Например, тсуга канадская , одно из характерных теневыносливых растений родом из Северной Америки , в состоянии прорастать и полноценно развиваться под полностью закрытым пологом леса. Клён сахарный также относят к характерным теневыносливым деревьям; он также прорастает под закрытым пологом и может хорошо развиваться как обитатель подлеска , но в отличие от тсуги канадской, достигает полноценных размеров и развития только когда над ним образовывается открытое пространство. Не переносящие затенения деревья - гелиофиты , такие как ива , осина , берёза - не могут развиваться как растения нижнего яруса леса. Они предпочитают открытые местообитания с достатком света: часто произрастают в заболоченных местах, вдоль рек и озёр , или на месте бывших гарей . Теневыносливые деревья умеренного климата по сравнению со светолюбивыми обычно обладают большей стойкостью к пониженным дневным температурам в период вегетации .

Теневыносливые растения в растениеводстве

Сельскохозяйственные растения

Некоторые теневыносливые растения - ценные кормовые культуры . Выращиваемая для этих целей вика посевная используется к тому же ещё и в качестве сидерата .

Декоративные растения для садов и парков

Оранжерейные и комнатные растения

Подробнее по этой теме см.: Теневыносливые комнатные растения.

См. также

Примечания

Литература

• Лысиков А. Теневое общество. Теневыносливые растения // Садовник : хурнал. - 2007, № 8.

Ссылки

• Цветник в тени. Рекомендации мастера. Конспект лекции Ю. Б. Марковского.

Wikimedia Foundation . 2010 .

примеры приспособленности теневыносливых растений светолюбивых растений и морозостойкие организмы

Особенности светолюбивых и теневыносливых растений Светолюбивые растения — гелиофиты, растения, произрастающие на открытых местах и не выносящие длительного затенения; для нормального роста им необходима интенсивная солнечная или искусственная радиация. Взрослые гелиофиты, как правило, более светолюбивы, чем молодые экземпляры. К светолюбивым растениям относятся как травянистые (подорожник большой, кувшинка и др.), так и древесные (лиственница, акация и др.) растения, ранневесенние — степей и полупустынь, а из культурных - кукуруза, сорго, сахарный тростник и др. Древесные или кустарниковые гелиофиты образуют обычно разреженные посадки.Листья – равносторонние, узкие блестящие; побеги короткие; есть волоски. Приспособленность к интенсивному освещению обеспечивается особенностями морфологии и физиологии светолюбивых растений. У них обычно довольно толстые листья с мелкоклеточной столбчатой и губчатой паренхимой и большим числом устьиц, нередко расположенные под большим углом к свету (иногда почти вертикально); лист блестящий (за счёт развитой кутикулы) или с опушением.У светолюбивых растений кожица не содержит хлорофилла, и устьица находятся на нижней поверхности листа. У Пеларгонии (герань), фиалки и ряда других растений, есть волоски, которые рассеивают, яркий прямой свет тем самым защищают листья от перегрева. В клетках световых листьев много мелких хлоропластов, расположенных вдоль стенок – это объясняет цвет листьев.У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Характерно большое число устьиц, которые сосредоточены в основном на нижней стороне листа; многослойную палисадную паренхиму составляют мелкие клетки. По сравнению с тенелюбивыми растениями у гелиофитов значительно выше содержание хлоропластов в клетках листа — от 50 до 300 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа в десятки раз превышает его площадь. За счёт этого обеспечивается высокая интенсивность фотосинтеза — отличительная черта гелиофитов. Другим морфологическим отличием от тенелюбивых растений является большее содержание хлорофилла на единицу площади и меньшее — на единицу массы листа.Светолюбивые растения (гелиофиты) часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями. У ряда растений листья фотометричные, т. е. повернуты ребром к полуденным лучам или могут менять положение своих частей в зависимости от высоты стояния Солнца. Так, у степного растения софоры листочки непарноперистосложного листа в жаркий день подняты вверх и сложены, у василька русского так же ведут себя сегменты перисторассеченного листа.

1. Приспособленность - соответствие строения клеток, тканей, органов, систем органов выполняемым функциям, признаков организма среде обитания. Примеры: наличие крист в митохондриях - приспособление к расположению на них большого числа ферментов, участвующих в окислении органических веществ; удлиненная форма сосудов, их прочные стенки - приспособленность к передвижению по ним воды с растворенными в ней минеральными веществами в растении. Зеленая окраска кузнечиков, богомолов, многих гусениц бабочек, тлей, растительноядных клопов - приспособленность к защите от поедания птицами. 2. Причины приспособленности - движущие силы эволюции: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. 3. Возникновение приспособлений и его научное объяснение. Пример формирования приспособленности у организмов: насекомые раньше не имели зеленой окраски, но вынуждены были перейти на питание листьями растений. Популяции неоднородны по окраске. Птицы съедали хорошо заметных особей, особи с мутациями (появление у них зеленых оттенков) были менее заметны на зеленом листе. При размножении у них возникали новые мутации, но преимущественно сохранялись естественным отбором особи с окраской зеленых тонов. Через множество поколений все особи данной популяции насекомых приобрели зеленую окраску. 4. Относительный характер приспособленности. Признаки организмов соответствуют лишь определенным условиям среды. При изменении условий они становятся бесполезными, а иногда и вредными. Примеры: рыбы дышат с помощью жабр, через них из воды в кровь поступает кислород. На суше рыба не может дышать, так как кислород из воздуха не поступает в жабры. Зеленая окраска насекомых спасает их от птиц, только когда они находятся на зеленых частях растения, на другом фоне они становятся заметны и не защищены. 5. Ярусное расположение растений в биогеоценозе - пример приспособленности их к использованию энергии света. Размещение в первом ярусе наиболее светолюбивых растений, а в самом нижнем - теневыносливых (папоротник, копытень, кислица). Плотное смыкание крон в лесных сообществах - причина небольшого числа ярусов в них.

Клеточное строение листа

Лист, как и все органы растения, имеет клеточное строение и состоит из различных типов тканей. Его строение обусловлено уникальной способностью производить на свету органические вещества.

Строение кожицы и мякоти листа

Снаружи лист имеет кожицу покровную ткань. Кусочек кожицы можно легко снять, зацепив иглой, и рассмотреть на свет. Она прозрачна, благодаря чему свет проникает в мякоть листа. Кожица состоит из двух видов клеток. Большинство клеток бесцветные, плотно прилегают друг к другу, другие - зеленые, образуют устьица. У водных растений устьица находятся на верхней кожице, у наземных - па нижней.

Клетки мякоти листа, расположенные под верхней кожицей, похожи на столбики и содержат много хлоропластов. Это столбчатая ткань. Под ней расположены клетки неправильной формы с меньшим количеством хлоропластов. Это губчатая ткань. Между клетками находятся крупные межклетники, заполненные воздухом.

Столбчатая и губчатая ткани являются разновидностями фотосинтезирующей ткани.

Строение жилок листа

Все органы растений имеют проводящие ткани.

Теневыносливые растения

В листьях они образуют проводящие пучки жилки. По ситовидным трубкам жилок из листьев движутся органические вещества, по сосудам в листья поступает вода и минеральные соли. В состав проводящих пучков входят волокна. Они придают жилкам прочность.

Типы жилкования листьев

Прохождение жилок в листе называют жилкованием.

Различают несколько типов жилкования:

• параллельное - крупные жилки проходят параллельно друг другу (пшеница, рогоз);
• сетчатое - посередине листовой пластинки проходит мощная главная жилка, а от нее отходят более тонкие боковые; взаимное расположение жилок напоминает перо птицы (сирень, крапива);
• дуговое - каждая жилка, кроме центральной, изогнута дугой (ландыш, подорожник);
• вильчатое - жилки располагаются вдоль листа, одна жилка разветвляется на две, и они не пересекаются (папоротники, гинкго и другие древние растения).

Световые и теневые листья

У растений, обитающих в условиях хорошей освещенности, листья содержат несколько слоев столбчатых клеток. Хорошо развита в них и губчатая ткань. Такие листья называют световыми. У теневыносливых растений листья имеют но одному слою мелких столбчатых клеток, и губчатая ткань у них менее развита. Такие листья называют теневыми. Таким образом, листовые пластинки у световых листьев толще, чем у теневых, однако в теневых листьях хлоропласты крупнее и содержат больше хлорофилла. Поэтому они и имеют темно-зеленую окраску. Световые листья - светло-зеленые, так как в них содержится меньше хлорофилла. Световые и теневые листья отличаются размерами. В лесах растения имеют крупные листья, которые улавливают больше света.

Светолюбивые растения — гелиофиты, растения, произрастающие на открытых местах и не выносящие длительного затенения; для нормального роста им необходима интенсивная солнечная или искусственная радиация. Взрослые гелиофиты, как правило, более светолюбивы, чем молодые экземпляры.

К светолюбивым растениям относятся как травянистые (подорожник большой, кувшинка и др.), так и древесные (лиственница, акация и др.) растения, ранневесенние — степей и полупустынь, а из культурных - кукуруза, сорго, сахарный тростник и др. Древесные или кустарниковые гелиофиты образуют обычно разреженные посадки.

Листья – равносторонние, узкие блестящие; побеги короткие; есть волоски.

Приспособленность к интенсивному освещению обеспечивается особенностями морфологии и физиологии светолюбивых растений. У них обычно довольно толстые листья с мелкоклеточной столбчатой и губчатой паренхимой и большим числом устьиц, нередко расположенные под большим углом к свету (иногда почти вертикально); лист блестящий (за счёт развитой кутикулы) или с опушением.

У светолюбивых растений кожица не содержит хлорофилла, и устьица находятся на нижней поверхности листа. У Пеларгонии (герань), фиалки и ряда других растений, есть волоски, которые рассеивают, яркий прямой свет тем самым защищают листья от перегрева. В клетках световых листьев много мелких хлоропластов, расположенных вдоль стенок – это объясняет цвет листьев.

У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Характерно большое число устьиц, которые сосредоточены в основном на нижней стороне листа; многослойную палисадную паренхиму составляют мелкие клетки. По сравнению с тенелюбивыми растениями у гелиофитов значительно выше содержание хлоропластов в клетках листа — от 50 до 300 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа в десятки раз превышает его площадь. За счёт этого обеспечивается высокая интенсивность фотосинтеза — отличительная черта гелиофитов. Другим морфологическим отличием от тенелюбивых растений является большее содержание хлорофилла на единицу площади и меньшее — на единицу массы листа.

Светолюбивые растения (гелиофиты) часто имеют побеги с укороченными междоузлиями, сильно ветвящиеся, нередко розеточные. Листья гелиофитов обычно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой, с толстой наружной стенкой клеток эпидермы, нередко с восковым налетом или густым опушением, с большим числом устьиц на единицу площади, часто погруженных, с густой сетью жилок, с хорошо развитыми механическими тканями. У ряда растений листья фотометричные, т. е. повернуты ребром к полуденным лучам или могут менять положение своих частей в зависимости от высоты стояния Солнца. Так, у степного растения софоры листочки непарноперистосложного листа в жаркий день подняты вверх и сложены, у василька русского так же ведут себя сегменты перисторассеченного листа.

Оптический аппарат гелиофитов развит лучше, чем у сциофитов, имеет большую фотоактивную поверхность и приспособлен к более полному поглощению света. Обычно у них лист толще, клетки эпидермы и мезофилла мельче, палисадная паренхима двухслойная или многослойная (у некоторых саван-ных растений Западной Африки – до 10 слоев), нередко развита под верхней и нижней эпидермой. Мелкие хлоропласты с хорошо развитой гранальной структурой в большом числе (до 200 и более) расположены вдоль продольных стенок.

Хлорофилла на сухую массу в листьях гелиофитов приходится меньше, но зато в них содержится больше пигментов I пигментной системы и хлорофилла П700. Отношение хлорофилла а к хлорофиллу b равно примерно 5: 1. Отсюда высокая фотосинтетическая способность гелиофитов. Компенсационная точка лежит в области более высокой освещенности. Интенсивность фотосинтеза достигает максимума при полном солнечном освещении. У особой группы растений – гелиофитов, у которых фиксация СО2 идет путем С4-дикарбоновых кислот, световое насыщение фотосинтеза не достигается даже при самой сильной освещенности. Это растения из засушливых областей (пустынь, саванн).

Ответы на спорные тестовые задания

Особенно много С4-растений среди семейств мятликовых, осоковых, аизовых, портулаковых, амарантовых, маревых, гвоздичных, молочайных. Они способны к вторичной фиксации и реутилизации СО2, освобождающегося при световом дыхании, и могут фотосинтезировать при высоких температурах и при закрытых устьицах, что часто наблюдается в жаркие часы дня.

Теневыносливые растения — растения (древесные, многие травянистые под пологом лиственных пород, тепличные и др.), выносящие некоторое затенение, но хорошо развивающиеся и на прямом солнечном свету.

С возрастом, а также в высоких широтах, горах, в более сухом климате теневыносливость понижается. Ряд растений под пологом леса (например, копытень, сныть и др.) ранней весной, до распускания листьев древесного яруса, физиологически светолюбивы, а летом, при сомкнувшемся пологе, — теневыносливы. Физиологически теневыносливые растения характеризуются относительно невысокой интенсивностью фотосинтеза.

Теневыносливые растения (сциофиты) — постоянно находятся в условиях сильного затенения. При освещенности 0,1–0,2 % могут расти только мхи и селягинеллы. Плауны довольствуются 0,25-0,5 % полного дневного света, а цветковые растения встречаются обычно там, где освещенность в пасмурные дни достигает не менее 0,5–1% (бегонии, недотрога, травы из семейств имбирные, мареновые, коммелиновые).

Листья теневыносливых растений имеют ряд анатомо-морфологических особенностей: слабо дифференцирована столбчатая и губчатая паренхима, характерны увеличенные межклеточные пространства — клетки содержат небольшое число (10-40) хлоропластов, величина поверхности которых колеблется в пределах 2-6 см2на 1 см2 площади листа. Эпидермис довольно тонкий, однослойный, клетки эпидермиса могут содержать хлоропласты (чего никогда не встречается у гелиофитов). Кутикула обыкновенно тонкая. Устьица обычно размещены на обеих сторонах листа с несущественным преобладанием на оборотной стороне (у светолюбивых растений, как правило, на лицевой стороне устьица отсутствуют или расположены преимущественно на оборотной стороне). По сравнению с гелиофитами у теневыносливых растений значительно ниже содержание хлоропластов в клетках листа- в среднем от 10 до 40 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа ненамного превышает его площадь (в 2-6 раз; тогда как у гелиофитов превышение составляет в десятки раз). Для некоторых теневыносливых растений характерно образование антоциана в клетках при произрастании на ярком солнце, что придаёт красноватую или буроватую окраску листьям и стеблям, нехарактерную в естественных условиях местообитания. У других при произрастании при прямом солнечном освещении отмечается более бледная окраска листьев. Листья теневыносливых растений тонкие, клетки и хлоропласты в них крупные.

В северных широколиственных и темнохвойных лесах полог сомкнутого древостоя может пропускать всего 1–2% ФАР, изменяя ее спектральный состав. Сильнее всего поглощаются синие и красные лучи, и пропускается относительно больше желто-зеленых лучей, дальних красных и инфракрасных. Слабая освещенность сочетается с повышенной влажностью воздуха и повышенным содержанием в нем СО2, особенно у поверхности почвы. Сциофиты этих лесов – зеленые мхи, плауны, кислица обыкновенная, грушанки, майник двулистный и др.

У сциофитов по сравнению с гелиофитами меньше хлорофилла П700. Отношение хлорофилла а к хлорофиллу b равно примерно 3: 2. С меньшей интенсивностью протекают у них такие физиологические процессы, как транспирация, дыхание. Интенсивность фотосинтеза, быстро достигнув максимума, перестает возрастать при усилении освещенности, а на очень ярком свету может даже понизиться.

У лиственных теневыносливых древесных пород и кустарников (дуба черешчатого, липы сердцевидной, сирени обыкновенной и др.) листья, расположенные по периферии кроны, имеют структуру, сходную со структурой листьев гелиофитов, и называются световыми, а в глубине кроны – теневые листья с теневой структурой, сходной со структурой листьев сциофитов.

Внешний облик теневыносливых растений также отличается от светолюбивых. Теневыносливые растения обычно обладают более широкими, более тонкими и мягкими листьями, чтобы улавливать больше рассеянного солнечного света. По форме они обычно плоские и гладкие (тогда как у гелиофитов часто встречается складчатость, бугорчатость листьев). Характерно горизонтальное расположение листвы (у гелиофитов листья нередко расположены под углом к свету) и листовая мозаика. Лесные травы обычно вытянуты, высоки, имеют удлинённый стебель.

Многие теневыносливые растения обладают высокой пластичностью своего анатомического строения в зависимости от освещённости (прежде всего это касается строения листьев). Например, у бука, сирени, дуба листья, образовавшиеся в тени, обыкновенно имеют существенные анатомические отличия от листьев, выросших при ярком солнечном освещении. Последние по своей структуре напоминают листья гелиофитов (такие листья определяют как «световые», в противоположность «теневым»).

Изменения в отношении растений к свету

Если в одном и том же местообитании закономерно периодически изменяется световой режим, растения в разные сезоны могут проявлять себя то как светолюбивые, то как теневыносливые.

Весной в дубравах под полог леса проникает 50–60 % солнечной радиации. Листья розеточных побегов сныти обыкновенной имеют световую структуру и отличаются высокой интенсивностью фотосинтеза. В это время они создают основную часть органического вещества годичной продукции. Листья сныти летней генерации, появляющиеся при развитом древесном пологе, под который проникает в среднем 3,5 % солнечной радиации, имеют типичную теневую структуру, и интенсивность фотосинтеза их значительно ниже, в 10–20 раз. Подобную двойственность по отношению к свету проявляет и осока волосистая, светолюбивая весной и теневыносливая летом. По-видимому, это свойственно и другим растениям дубравного широкотравья.

2551-2560

2551. Какое приспособление у теневыносливых растений обеспечивает более эффективное и полное поглощение солнечного света?
А) мелкие листья
Б) крупные листья
В) шипы и колючки
Г) восковой налет на листьях

2552. Почему водоросли в экосистеме пруда относят к организмам-производителям?
А) потребляют готовые органические вещества
Б) разлагают органические вещества
В) создают органические вещества из неорганических
Г) участвуют в круговороте веществ

Конспект

2553. Кислородное расщепление глюкозы значительно эффективнее брожения, так как при этом
А) освобождаемая энергия выделяется в виде тепла
Б) синтезируется 2 молекулы АТФ
В) происходит использование энергии
Г) синтезируется 38 молекул АТФ

Конспект

2554. Скрестили два дигетерозиготных растения тыквы с желтыми круглыми плодами. Определите соотношение фенотипов гибридов первого поколения при полном доминировании.
А) 1:1
Б) 1:2:1
В) 3:1
Г) 9:3:3:1

Конспект

2555. В клеточной инженерии проводят исследования, связанные с
А) пересадкой ядер из одних клеток в другие
Б) введением генов человека в клетки бактерий
В) перестройкой генотипа организма
Г) пересадкой генов от бактерий в клетки злаковых

Конспект

Тест «Абиотические факторы среды»

Каждый отдел растений подразделяют на
А) царства
Б) отряды
В) классы
Г) типы

Конспект

2557. Если в пробирку с кровью добавить концентрированный раствор поваренной соли, то эритроциты сморщиваются вследствие
А) выделения из них воды
Б) повреждения ЭПС
В) поступления в них воды
Г) сокращения числа рибосом

2558. Организмы в экосистеме изменяют среду обитания, создавая тем самым условия для
А) естественной смены сообщества
Б) действия массового отбора
В) возникновения мутаций
Г) сезонных изменений

Конспект

Конспект

2560. Цитогенетический метод позволяет изучить у человека
А) развитие признаков у близнецов
Б) особенности обмена веществ его организма
В) его хромосомный набор
Г) родословную его семьи

© Д.В.Поздняков, 2009-2018

Adblock detector

мозаики встречается и в травяном покрове сильно затененных лесов.Некоторые теневые растения способны к защитным движениям: изменению положения листовых пластинок при попадании на них сильного света. В еловом лесу с разреженным пологом нередко можно видеть, что у Oxalis acetosella на ярком солнечном блике листья складываются так, что их доли приобретают вертикальное положение. Интересно, что участки травяного покрова со сложенными листьями кислицы довольно точно совпадают с расположением крупных солнечных бликов. Ряд адаптивных черт можно отметить в строении листа как основного приемника солнечной радиации. У многих гелиофитов поверхность листа имеет особенности, способствующие отражению лучей (блестящая, словно лакированная например у лавра магнолии; покрытая светлым восковым
-налетом - у кактусов, молочаев, толстянковых) или ослаблению их действия (густое_ опушение, толстая кутикула). Иногда в клетках эпидермиса обнаруживаются кристаллические, включения, играющие роль «экрана» для световых лучей (у некоторых растений на меловых обнажениях, у липы при избытке освеще-
ния и др.).

Приспособления растений к световому режиму

У растений теневых местообитаний такие защитные особенности покровных тканей листа, как правило, отсутствуют.Внутреннее строение листа у растений-гелиофитов отличается рядом черт «световой структуры» ассимиляционных тканей (рис. 29). Это прежде всего хорошо развитая палисадная ткань, часто состоящая из узких и длинных клеток (иногда из 2-3 рядов). У многих гелиофитов палисадная ткань хорошо развита не только на верхней, но и на нижней стороне листа («изопалисад-ный» лист). Формирование мощной палисадной ткани в онтогенезе «световых» листьев связывают с тем, что в условиях сильного освещения палисадные клетки долго продолжают расти в длину, а в затенении рост в этом направлении рано прекращается

У растений возникают различные морфологические и физиологические адаптации к световому режиму местообитаний.

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

• светолюбивые(световые), или гелиофиты, – растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний;
• тенелюбивые(теневые), или сциофиты, – растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами;
• теневыносливые,или факультативные гелиофиты, – могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения.

Светолюбивые, или гелиофиты, могут нормально развиваться лишь при достаточно ярком освещении, они не переносят или переносят очень плохо даже незначительное затенение. Поэтому обитают на открытых местах и в лесной зоне встречаются редко. Они обычно растут разреженно, чтобы не затенять друг друга. Светолюбивы многие луговые травы, растения степей и пустынь, тундр и высокогорий, высокоствольные деревья, большинство культурных растений открытого грунта, многие сорняки. Адаптация к свету сформировала очень характерные черты этих растений. Они, как правило, имеют сильно разветвленную корневую систему, хорошо развитые осевые органы, сравнительно короткие междоузлия (поскольку сильный свет затормаживает рост): довольно мелкие, толстые, жесткие, иногда мясистые листья с толстой наружной стенкой клеток эпидермиса и с толстой кутикулой, нередко с восковым налетом или опушением; относительно небольшое по сравнению с другими растениями содержание хлорофиллов (при этом преобладает хлорофилл а), густую сеть жилок, хорошее развитие механических тканей или запасающей воду’ паренхимы; большое число устьиц (часто очень мелких, лежащих в ямках или прикрытых волосками); расположение листьев под углом (или ребром) к лучам солнца; энергичное дыхание с высокой тратой синтезированного органического вещества; высокий осмотический потенциал клеточного сока.

Тенелюбивые растения, или сциофиты, произрастают только в затененных местах и никогда не встречаются в условиях сильной освещенности. К тенелюбивым относятся виды, расположенные в нижних ярусах растительных сообществ, особенно в приложенном слое темнохвойных и широколиственных лесов, тропических влажных лесов, в пещерах и на больших глубинах. Это копытень Asarum europaeum и вороний глаз Paris quadriifolia, растущие в дубравах, барвинок малый Vinca minor, чистотел Chelidonium majus.
В процессе эволюции эта группа растений адаптировалась к условиям слабой освещенности. Их характерные анатомо-морфологические и физиологические признаки в большинстве случаев противоположны признакам светолюбивых растений. Они отличаются слабым развитием механических и проводящих тканей; имеют крупные, широкие, тонкие и мягкие листовые пластинки, располагающиеся перпендикулярно к падающему свету и образующие мозаику для более полного улавливания его; листья у них темно-зеленые, с большим количеством зеленых пигментов (хлорофилла b в них существенно больше, чем у светолюбов); эпидермис листьев однослойный, крупноклеточный, часто содержит хлоропласта с тонкой кутикулой или без нее; число устьиц невелико (у светолюбов их в 10- 15 раз больше) и они крупные и незаглубленные; концентрация клеточного сока ниже, чем у гелиофитов, поэтому осмотический потенциал невысок; физиологические процессы — транспирация, дыхание- протекают менее интенсивно. В условиях высокой инсоляции они не могут эффективно регулировать транспирацию и на открытых местах обычно высыхают.

Особенности светолюбивых и теневыносливых растений

Четкая выраженность свето- и тенелюбивости.т. е. стенобионтности, свойственна видам, узкоприспособленным к свету.

Факультативные гелиофиты, или теневыносливые растения, в зависимости от степени теневыносливости имеют приспособительные особенности, сближающие их то с гелиофитами, то со сциофитами. К этой группе можно отнести некоторые луговые растения, лесные травы и кустарники, растущие и в затененных участках леса, и на лесных полянах, опушках, вырубках. На осветленных местах они разрастаются часто сильнее, однако оптимальное использование ФАР у них происходит не при полном солнечном освещении.

У деревьев и кустарников теневая или световая структура листа часто определяется условиями освещения предыдущего года, когда закладываются почки: если закладка почек идет на свету, то формируется световая структура, и наоборот.

Отношение к световому режиму меняется у растений и в онтогенезе. Проростки и ювенильные растения многих луговых видов и древесных пород более теневыносливы, чем взрослые особи.

Иногда у растений меняются требования к световому режиму, когда они оказываются в иных климатических и эдафических условиях. Так, обычные теневыносливые растения хвойного леса – черника, седмичник европейский и некоторые другие – в тундре приобретают особенности гелиофитов.

Наиболее общая адаптация растений к максимальному использованию ФАР – пространственная ориентация листьев. При вертикальном расположении листьев, как, например, у многих злаков и осок, солнечный свет полнее поглощается в утренние и вечерние часы – при более низком стоянии солнца. При горизонтальной ориентации листьев полнее используются лучи полуденного солнца. При диффузном расположении листьев в разных плоскостях солнечная радиация в течение дня утилизируется наиболее полно. Обычно при этом листья нижнего яруса на побеге отклонены горизонтально, среднего направлены косо вверх, а верхнего располагаются почти вертикально.

Социальные кнопки для Joomla